機械制造類專業(yè)零件加工訓(xùn)練項目的設(shè)計

【摘 要】對零件加工訓(xùn)練項目進行合理設(shè)計，把一些常見的零件加工與車、銑、磨、焊、鉗幾個工種的實訓(xùn)聯(lián)系起來，有效地提高實訓(xùn)材料的利用率，使學(xué)生系統(tǒng)地了解機械零件一般的加工工藝過程，掌握獲得加工精度和裝配精度的方法，提高教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】機械制造類專業(yè) 零件加工 實訓(xùn) 項目

【中圖分類號】 G 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）02C-0181-02

一、目前實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計的弊端

職業(yè)院校機械制造類專業(yè)各工種傳統(tǒng)的實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計一般模式是：按學(xué)習(xí)內(nèi)容，由簡單到復(fù)雜、由單項基礎(chǔ)訓(xùn)練到綜合訓(xùn)練的循序漸進訓(xùn)練方法。近幾年職業(yè)院校經(jīng)過一系列的教學(xué)改革活動，提出工學(xué)結(jié)合一體化教學(xué)，取得一些成果。工學(xué)結(jié)合一體化學(xué)習(xí)情境的設(shè)計，就是要使學(xué)生懂得首位工作崗位所需的工作對象、工作內(nèi)容、工作手段、勞動組織、工作環(huán)節(jié)、工作過程，提升學(xué)生的社會能力和方法能力，融綜合素質(zhì)培養(yǎng)于學(xué)習(xí)過程。然而，目前多數(shù)學(xué)院的實訓(xùn)項目設(shè)計還是局限于各工種的單一訓(xùn)練，還是處于各自為陣的封閉式教學(xué)狀態(tài)。其弊端體現(xiàn)如下。

（一）各工種的單一訓(xùn)練不利于學(xué)生對機械零件整個工藝過程的學(xué)習(xí)

各工種單一的單項基礎(chǔ)訓(xùn)練到綜合訓(xùn)練，只按本工種學(xué)習(xí)項目來設(shè)計工件的結(jié)構(gòu)，從簡單結(jié)構(gòu)到復(fù)合結(jié)構(gòu)，循序漸進一一訓(xùn)練的教學(xué)方法，沒有考慮其他后續(xù)工種的實訓(xùn)。因此，項目訓(xùn)練只體現(xiàn)了本工種的加工工藝，不能體現(xiàn)一個真實機械零件的整個加工工藝過程，學(xué)生對零件的整個加工工藝過程認(rèn)知和實踐受到局限，不利于學(xué)生的機械制造工藝水平的提高。

（二）封閉式教學(xué)不利于提高學(xué)生對工裝夾具的合理選用意識和設(shè)計能力

各工種的實訓(xùn)教學(xué)只注重學(xué)生本工種的操作技能提高，只針對本工種各項基本功訓(xùn)練來設(shè)計訓(xùn)練載體以及加工精度，忽略與其他工種的聯(lián)系，不能把一個機械零件的整個加工過程和裝配關(guān)系進行系統(tǒng)分析。比如：車工加工軸類零件，只按本工種加工技術(shù)要求設(shè)計零件形狀與尺寸及公差，而忽略軸上其它各種加工的結(jié)構(gòu)要素設(shè)計，學(xué)生只知道本工序的尺寸控制；銑工為了完成鍵槽的銑削訓(xùn)練課題，隨便找根車工廢棄的軸，在上面銑鍵槽，雖然制定了尺寸精度，但沒有與其相互配合的齒輪或其他套類零件來檢驗，能否滿足形位公差方面的技術(shù)要求也就不得而知。而真正的傳動軸，軸上裝配有其他套類零件，齒輪和軸通過鍵、鍵槽傳遞扭矩，裝配精度要通過尺寸、形位公差要求來保證，需要車、銑、磨、鉗各工序的加工過程來保證其加工精度。因此，各自為陣的封閉式教學(xué)，學(xué)生不了解零件的各工序加工精度的相互關(guān)系，不利于學(xué)生系統(tǒng)地了解機械零件的傳動關(guān)系和裝配關(guān)系，不利于學(xué)生掌握機械傳動機構(gòu)精度獲得方法，以致影響提高學(xué)生對工裝夾具的合理選用意識和設(shè)計能力。

（三）各工種的訓(xùn)練項目不相關(guān)聯(lián)造成材料的浪費

由于各工種實訓(xùn)的各自為陣，設(shè)計的訓(xùn)練項目不相關(guān)聯(lián)，以非生產(chǎn)性的工件進行訓(xùn)練，加工以后經(jīng)檢測評分，就當(dāng)做廢料處理，例如：車工進行套零件加工項目訓(xùn)練，先用圓鋼下一批坯料，從鉆孔→車通孔→車臺階孔，訓(xùn)練后就當(dāng)廢料處理。銑工進行齒輪的輪齒銑削加工項目訓(xùn)練，先用圓鋼下一批坯料，由車工加工出齒輪坯→車工另找材料加工一根定位心軸→銑工用心軸安裝齒輪坯銑削齒部，因為是非生產(chǎn)零件，這批齒輪即當(dāng)廢料處理。如果車工訓(xùn)練的零件能轉(zhuǎn)到銑工、磨工等工種訓(xùn)練用，可避免某些材料浪費。因此，工種間的訓(xùn)練項目不相關(guān)聯(lián)造成較大的實訓(xùn)材料消耗。

二、零件加工訓(xùn)練項目的合理設(shè)計

（一）盡可能選擇生產(chǎn)零件作為訓(xùn)練載體，符合產(chǎn)學(xué)結(jié)合原則

各工種在實訓(xùn)項目設(shè)計時，盡可能聯(lián)系生產(chǎn)實際，選擇生產(chǎn)零件加工為訓(xùn)練載體，實行產(chǎn)學(xué)結(jié)合，減少非零件加工的純練習(xí)的材料消耗。如車工進行軸類零件加工項目訓(xùn)練，假設(shè)：第一種是純消耗練習(xí)，一名學(xué)生車一根45鋼的軸所用材料為1公斤，價格約4.5元/公斤，消耗為4.5元。第二種是承接企業(yè)的來料加工實行產(chǎn)學(xué)結(jié)合，同樣加工一根軸，首先省去購買材料費4.5元，其次，完成加工后，企業(yè)付給加工費為1.5元。兩種情況對比，二者均實現(xiàn)了項目訓(xùn)練，但第一種情況是負(fù)4.5元，而第二種情況是少支出4.5元并加1.5元，二者相差為6元。

在產(chǎn)學(xué)結(jié)合方面，柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院在實訓(xùn)教學(xué)過程完成多種零件的加工。如車工實訓(xùn)結(jié)合銷軸、拉桿、傘齒輪軸、擋圈、管接頭等零件的批量生產(chǎn)，以及各種單件小批量的零件加工。銑工、數(shù)控銑/數(shù)控加工中心、磨工實訓(xùn)對傘齒輪軸、齒輪、發(fā)動機蓋板、齒輪箱、閥座等生產(chǎn)零件加工，既減少大量的純練習(xí)的材料消耗，每年還有上百萬元的利潤收入。

（二）選擇的生產(chǎn)零件要與項目訓(xùn)練內(nèi)容緊密聯(lián)系

選擇的生產(chǎn)零件既要滿足企業(yè)生產(chǎn)要求，又要與項目訓(xùn)練內(nèi)容緊密聯(lián)系，符合學(xué)生項目訓(xùn)練提高技能要求。如學(xué)院為企業(yè)加工的部分零件，傘齒輪軸，機械加工包含了車工、銑工兩個工種的工序。車工有車端面、鉆中心孔，車外圓臺階、車螺紋、車錐體；銑工有銑花鍵、滾齒；磨工磨削外圓，發(fā)動機蓋板，機械加工含有銑工銑定位面、數(shù)控加工大小孔、磨工磨削平面等，并有三坐標(biāo)檢測工作。這些零件是機械加工基礎(chǔ)訓(xùn)練較為合適的載體，既能達(dá)到項目訓(xùn)練目的，又產(chǎn)生經(jīng)濟效益，重要的是學(xué)生的操作技能更適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)要求，是提高教學(xué)效果的有效手段之一。

值得注意的是，選擇生產(chǎn)零件時，避免單一考慮經(jīng)濟效益而忽略學(xué)生技能訓(xùn)練。如長期讓學(xué)生加工簡單而單一的零件，學(xué)校取得了經(jīng)濟效益，但學(xué)生的實訓(xùn)時間全部用于簡單零件加工，培養(yǎng)出來的學(xué)生成為技能低下的熟練工，違背了培養(yǎng)高技能人才的宗旨。

（三）各工種訓(xùn)練項目相銜接，使機械制造工藝過程的理論知識應(yīng)用于實踐

設(shè)計訓(xùn)練項目時，各實訓(xùn)工種應(yīng)共同研討，擬定一些多工種的訓(xùn)練項目相銜接的載體，并按加工工序的順序安排項目實訓(xùn)，使學(xué)生在實訓(xùn)過程系統(tǒng)地把零件制造工藝過程理論知識應(yīng)用于實踐。

比如：小型減速器就是組件加工的載體，圖1所示為高速軸零件裝配示意圖。把軸、隔套、齒輪、端蓋、透蓋、帶輪、螺母的加工貫穿于車、銑、磨、鉗等工種的實訓(xùn)中，可根據(jù)工藝過程合理安排實訓(xùn)內(nèi)容。箱體可利用邊角料和廢棄的套零件通過焊工焊接、銑工（數(shù)控銑）加工、鉗工加工成型，也可采用鑄件，由銑工（數(shù)控銑）、鉗工加工成型。車工實訓(xùn)完成軸、隔套、齒輪、端蓋、透蓋、帶輪、螺母的車削工序的加工，把軸類零件、套類零件的車削加工課題訓(xùn)練融入其中；銑工實訓(xùn)完成箱體銑削加工，及軸、齒輪、帶輪的鍵槽與齒部的加工，基本涵蓋了銑工基礎(chǔ)訓(xùn)練內(nèi)容；磨工實訓(xùn)完成軸的軸承位、齒輪內(nèi)孔及端面的磨削加工，滿足磨削基礎(chǔ)訓(xùn)練要求；鉗工實訓(xùn)完成端蓋、透蓋鉆孔及最后組裝成減速器總成，是訓(xùn)練課題的重要內(nèi)容之一。學(xué)生通過幾個工種的實訓(xùn)，了解減速器主要零件的生產(chǎn)過程，對一個零件的多工序加工工藝及該零件與其它零件的裝配關(guān)系有較全面的認(rèn)知，有利于對機械制造工藝知識的掌握和操作技能提高。

圖1 減速器高速軸裝配示意圖

各工種的訓(xùn)練項目銜接設(shè)計得當(dāng)是關(guān)鍵，例如：軸的加工，經(jīng)過下料→車工車削加工各外圓→銑工銑鍵槽→磨工磨削軸承位；齒輪加工由車加工外圓內(nèi)孔與端面→拉鍵槽→磨工磨削內(nèi)孔→銑工銑齒部；軸與齒輪的配合要求以及加工中保證配合精度應(yīng)注意的問題、精度的檢測方法等技術(shù)均在加工訓(xùn)練中得到應(yīng)用。使學(xué)生了解機械零件的加工工藝過程，了解零件在機構(gòu)中的裝配關(guān)系，加工精度對裝配精度、工作精度的影響，如何保證零件的加工精度等。更重要的是：學(xué)生把自己加工的零件組裝成一個機構(gòu)（總成），會使學(xué)生形成一種成就感，從而激發(fā)學(xué)生進一步學(xué)習(xí)鉆研的興趣。同時一個零件可用于幾個工種的不同項目實訓(xùn)，克服了各工種各自為陣單獨訓(xùn)練的耗材嚴(yán)重弊端。

三、實訓(xùn)項目的合理設(shè)計帶來的實惠

實訓(xùn)項目的合理設(shè)計，使實訓(xùn)教學(xué)與專業(yè)理論知識系統(tǒng)地結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。尤其產(chǎn)學(xué)結(jié)合的項目訓(xùn)練，使教學(xué)與生產(chǎn)緊密聯(lián)系，學(xué)生的能力更符合企業(yè)生產(chǎn)要求，實現(xiàn)職業(yè)教育與企業(yè)人才需求趨向零距離對接。實訓(xùn)項目的合理設(shè)計及產(chǎn)學(xué)結(jié)合的開展，減少實訓(xùn)材料的經(jīng)費開支，并創(chuàng)造經(jīng)濟效益，實現(xiàn)以產(chǎn)養(yǎng)學(xué)的辦學(xué)理念。柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系產(chǎn)學(xué)結(jié)合的實訓(xùn)教學(xué)模式，以生產(chǎn)零件為訓(xùn)練載體，取得較好教學(xué)成果與經(jīng)濟效益。

多年來，柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系用工程機械零部件、汽車配件等企業(yè)的零件加工為訓(xùn)練載體，實行產(chǎn)學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式，有三方面的好處。一是使學(xué)生把理論知識用于產(chǎn)品加工實踐中，加工出合格產(chǎn)品，樹立了成就感，產(chǎn)生進一步學(xué)習(xí)的欲望。二是學(xué)生參與零件批量生產(chǎn)，有利于操作熟練程度的提高，培養(yǎng)生產(chǎn)質(zhì)量與效率意識、生產(chǎn)環(huán)境的管理與維護意識、職業(yè)素養(yǎng)等，更貼近企業(yè)對高技能人才的要求。三是產(chǎn)學(xué)結(jié)合的實施，為學(xué)院節(jié)省了大量用于訓(xùn)練的鋼料，每年對外加工產(chǎn)值過千萬元，實現(xiàn)了以產(chǎn)養(yǎng)學(xué)的自我造血功能，并為柳州市多家企業(yè)提供了生產(chǎn)服務(wù)，產(chǎn)生了多重的效益。

綜上所述，機械制造類專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)訓(xùn)練項目合理設(shè)計，是提高材料的利用率和提高教學(xué)效果，提高學(xué)院在企業(yè)的認(rèn)可度的關(guān)鍵問題，是職業(yè)院校發(fā)展值得研究的課題。

【參考文獻】

[1]史云霞，卞雪松，施振華.基于工學(xué)結(jié)合的機械零件加工課程開發(fā)與設(shè)計[J].南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011（3）

【作者簡介】韋富基（1958— ），男，柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向：機電技術(shù)教育。

（責(zé)編 丁 夢）